Electricité et diagnostic médical

Seconde – Sciences Physiques et Chimiques
Activité 3
1ère Partie : La santé – Chapitre 1
Electricité et diagnostic médical
1 – Principe de l’électrocardiographie
L’électrocardiographie (ECG) est une technique médicale
basée sur la mesure du potentiel électrique qui commande
l’activité du cœur. Cette mesure est faite à l’aide
d’électrodes épidermiques placées en des points précis
permettant
de
relever
une
activité
cardiaque
tridimensionnelle.
Le cycle de (dé)polarisation cardiaque
L'onde P représente le passage du courant dans le noeud auriculo-ventriculaire.
L'onde QRS représente le trajet du courant à travers les ventricules.
L'onde T représente la repolarisation des ventricules
Un exemple d’enregistrement ECG
Position des électrodes et signaux obtenus
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Position des électrodes ECG
6 dérivations frontales : I, II, III ; aVR, aVL, aVF.
6 dérivations précordiales : V1 à V6
Troubles du rythme cardiaque
Pour les enregistrements ci-dessous, la vitesse de déroulement du papier est v = 25 mm/s.
ECG n°1
ECG n°2
ECG n°3
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Questions
a. Déterminer la fréquence de battement de chacun des cœurs correspondants aux ECG ci-dessus. Les résultats
seront exprimés en battements par minutes.
b. À partir des réponses précédentes, proposer une définition des termes « bradycardie » et « tachycardie ».
.c. Rechercher dans un dictionnaire ou sur Internet la définition des termes « bradycardie » et « tachycardie » et
les comparer aux réponses à la question précédente.
2 – Principe de l’électroencéphalogramme
L’électroencéphalogramme (EEG) est l’enregistrement de l’activité électrique du cerveau, recueillie
au niveau du cuir chevelu et amplifiée environ un million de fois. A la manière de
l’électrocardiogramme pour le cœur, il restitue une image de l’activité électrique cérébrale.
2.1 – L’EEG normal chez l’adulte éveillé
L’EEG standard est enregistré chez le patient éveillée, au repos, détendu et les yeux fermés. On
étudie l’influence de l’ouverture des yeux, de périodes d’hyperpnée, de la stimulation lumineuse
intermittente. Dans ces conditions, on observe
 Le rythme alpha, constitué d’ondes régulières de fréquence comprise entre 8 et 12 Hz, et dont
l’amplitude varie de 25 à 100 mV.
 Les rythmes rapides ou beta, de 13 à 30 Hz, de plus faible amplitude (de 5 à 15 mV).
L’ouverture des yeux fait disparaître le rythme alpha tout en conservant les rythmes rapides.
2.2 – EEG et sommeil
Au cours de la somnolence et du sommeil, on distingue plusieurs stades
 Stade 1 (somnolence) : le rythme alpha est remplacé par des rythmes delta mais réapparaît
après les stimulations mêmes faibles
 Stade 2 (sommeil léger) : on recueille des figures caractéristiques, favorisées par les
stimulations faibles
 Stade 3 (sommeil lent) : il existe des rythmes delta généralisés surchargés d’activités plus
rapides
 Stade 4 : l’activité lente persiste, les rythmes plus rapides disparaissent. Les stimulations plus
ou moins fortes modifient les rythmes lents.
2.3 – EEG et pathologie
L’EEG permet de détecter des perturbations d’origine fonctionnelle ou lésionnelle, d’apprécier leur
importance, de préciser éventuellement leur localisation et de suivre leur évolution. C’est aussi un
examen performant pour étudier d’une part les troubles de la vigilance, d’autre part les expressions
paroxystiques plus ou moins rattachées aux manifestations épileptiques.
Les anomalies du tracé consistent en une modification des fréquences et de l’amplitude, permanente
ou transitoire, du tracé, et en la présence de figures anormales.
La présence d’ondes lentes traduit le plus souvent une souffrance cérébrale qui peut être généralisée
ou localisée. Les rythmes delta ont une fréquence inférieure à 3 Hz, jusqu’à un demi voire un tiers de
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hertz. Ils sont pathologiques chez l’adulte éveillé et permettent de suivre l’évolution d’une souffrance
cérébrale.
L’EEG est utile pour rechercher si un trouble
neurologique est transitoire ou si un malaise est de
nature épileptique. Sa fiabilité est particulièrement
bonne si un malaise survient au cours de
l’enregistrement (voir ci-contre). Il permet alors
d’étiqueter les crises d’épilepsie et leur type (grand
mal, petit mal, crises focales), les épisodes
lipothymiques ou syncopaux (surtout si l’ECG est
également enregistré). Les malaises « fonctionnels »
ne s’accompagnent d’aucune modification électrique.
3 – Autres applications de l’électricité : l’électricité curative
Des phénomènes naturels électriques étaient connus et utilisés à des fins médicales dès la haute
Antiquité égyptienne. Les décharges électriques produites par l'organe électrique des poissons-chats
sont illustrées dans un bas-relief du Mastaba de Ti à Saqqarah, datant de -2400 environ. On sait aussi
que les médecins de l'empire romain utilisaient les décharges générées par le poisson torpille pour
traiter certains cas.
Au XVIIIe siècle, le physicien genevois Jean Jallabert, utilisant
une machine électrostatique produisant des étincelles
constate que l'électrisation en des points précis des différents
muscles est capable de produire des contractions isolées de
ces muscles. En 1748, il parvient à obtenir une amélioration
notable en dirigeant l'arc électrique sur les muscles
extenseurs de l'avant-bras, chez un patient ayant un bras
paralysé, bien que le caractère durable de cette amélioration
soit ensuite contesté par l'abbé Nollet ; l’élève de Nollet,
Sigaud de Lafond, posera les bases de l’électricité médicale
(www.sigauddelafond.fr). En août 1783, Jean-Paul Marat se
voit décerner le prix de l'Académie de Rouen pour son
Mémoire sur l'électricité médicale. Pour atténuer les douleurs
produites chez ses patients par les décharges électriques
administrées durant les séances (celles-ci pouvant durer
jusqu'à trois heures), il a l'idée de distraire l'attention de ses
malades en faisant intervenir un conteur.
Aujourd’hui, la neurostimulation électrique transcutanée (NSTC), mieux connue sous son sigle
anglosaxon TENS (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) consiste à stimuler électriquement les
nerfs au moyen délectrodes posées à la surface de la peau. La principale indication de la TENS est le
traitement de la douleur. Son action analgésique serait due au fait que les courants transcutanés
interféreraient avec la conduction nerveuse. Les courants utilisés sont généralement des courants
oscillants à moyenne (60 - 200 Hz) ou basse fréquence (<10 Hz).
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